聚酰亚胺膜制备及热失重分析法对其热亚胺化工艺的测定

制备出聚酰胺酸膜后,使用热失重分析法对其进行失重分析,通过不同温度的失重点确定其热亚胺化过程中的动力学中断,准确测定了聚酰胺酸膜的热亚胺化工艺。使用热失重分析法测定的亚胺化工艺对制备出的聚酰胺酸膜进行热亚胺化,所得到的聚酰亚胺膜耐热性与理论值相符,证明了本方法的正确性和可行性。     

共聚型聚酰亚胺热亚胺化动力学研究

为考察共聚体系的热亚胺化动力学,今以4,4’-二氨基二苯醚(ODA),均苯二酐(PMDA),3,3’,4,4’-二苯酮二酐(BTDA)为单体合成共聚型聚酰胺酸(PAA),通过差示扫描量热分析(DSC)法测量PAA亚胺化动力学,并通过红外光谱分析仪 FT-IR 分析聚酰亚胺(PI)亚胺化程度,万能试验机测试共聚物力学性能.结果表明:随着柔性二酐(BTDA)的引入,聚合物分子链柔性增强,DSC图谱上反应出亚胺化反应相对平缓.动力学数据显示,二酐共聚体系亚胺化反应活化能最小,端基间碰撞克服的能垒最低,有利于亚胺化的进行.     

亚胺化对聚酰亚胺热学性能的影响

用均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体,聚合得到一定表观黏度的聚酰胺酸(PAA)。通过调节温度和时间两个变量,并采用红外光谱仪、高温综合热分析试着分别对PAA凝胶膜热亚胺化过程以及热学稳定性进行了研究,结果表明:亚胺化程度随时间的增加而增大,亚胺化程度随着亚胺化温度的提高同样增大;通过热重分析仪对聚酰亚胺薄膜热学性能进行了研究,随着薄膜亚胺化程度的增大,薄膜的热稳定性提高。     

亚胺化工艺对聚酰亚胺性能影响的研究

以4,4’-二氨基二苯醚ODA和均苯四甲酸二酐PMDA为原料分别采用溶液-固相亚胺化和化学亚胺化法制备了2种聚酰亚胺(PI)树脂。通过FT-IR、DSC、TGA、溶解性能等对PI树脂进行测试与表征。FT-IR表明,2种方法均形成了酰亚胺结构,DSC和TGA分析表明化学亚胺化法得到的PI的热性能优于溶液-固相亚胺化PI。溶解性测试表明溶液-固相亚胺化PI要优于化学亚胺化PI。()()     

苯并噁唑型聚酰胺-酰亚胺的制备与性能研究

以氯化偏苯三酸酐与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑为原料,通过预聚合、亚胺化两步反应合成了苯并噁唑型聚酰胺-酰亚胺。考察了不同反应温度及固含量对聚酰胺酸分子量的影响,确定了最佳的预聚合工艺。研究了苯并噁唑型PAI在不同化学溶剂中的溶解特征。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)与核磁共振氢谱(~1H NMR)表征了苯并噁唑型聚酰胺-酰亚胺的化学结构,采用差示扫描量热分析(DSC)与广角X射线衍射(WAXD)表征了材料的聚集态结构,并通过热失重(TG)分析了材料的热性能。结果表明,所制备得到的苯并噁唑型PAI为无定型态,具有优异的耐溶剂性与热稳定性。     

聚酰亚胺纤维热亚胺化过程研究

为考察柔性、刚性和半刚性三种不同结构聚酰亚胺（PI）的热亚胺化过程,通过差式扫描量热（DSC）测试,得到三种PI的前驱体聚酰胺酸（PAA）在不同升温速率下亚胺化反应的热过程,根据Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算得到不同结构PI的亚胺化反应动力学方程。经过原位升温红外光谱判断出在亚胺化反应过程中柔性结构PI-1几乎没有解离反应,刚性结构PI-2和半刚性结构PI-3在亚胺化过程中伴随酐的产生,其解离过程占优势的温度为150～300℃。结果表明：半刚性结构PI-3亚胺化反应活化能较低,亚胺化过程中力学性能较好,产生酐的解离过程比较缓和,是制备高性能PI纤维较为理想的聚合体系。     

聚酰胺酸薄膜热环化过程热分析

用差热扫描量热仪(DSC)和傅立叶红外光谱仪(FTIR),考察了梯度升温过程中聚酰胺酸PAA[由4,4-二胺基二苯醚(ODA)和3,3,4,4-二苯醚四酸二酐(ODPA)制备]薄膜环化度和玻璃化温度(Tg)随反应温度的变化。结果表明,随着温度的升高,聚合物薄膜的亚胺化程度和Tg不断增大,且各恒温点的薄膜Tg均高于反应温度。另外,由亚胺化程度与Tg的关系曲线可见,在环化程度低时,薄膜Tg增长缓慢;随着亚胺化程度继续增高,薄膜的Tg迅速增大。用热环化过程中分子活动性的变化解释了酰亚胺化反应过程中环化速率的变化。     

湿度传感器用聚酰亚胺材料亚胺化工艺研究

利用红外光谱、差热和热失重等分析手段,对聚酰胺酸(PA)的亚胺化工艺过程进行了研究,分析了聚酰亚胺薄膜样品在热演化过程中的分子结构变化,揭示了PA向聚酰亚胺(PI)转化的物理化学过程。实验发现,70～110℃之间各种溶剂挥发比较激烈,PA环化脱水转为PI的亚胺化反应在250℃已经基本完成。如果在150℃以下缓慢升温,使溶剂和化学反应生成物充分挥发,或在真空环境下进行亚胺化,有利于避免敏感膜出现气孔或开裂。     

微波辐射合成聚酰胺酸和聚酰亚胺的研究

在N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中,以均苯四甲酸酐和3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐为二酐单体,4,4’-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯甲烷为二胺单体,采用微波辐射低温溶液共缩聚,合成了聚酰胺酸(PAA)预聚体,然后亚胺化脱水、环化,生成共缩聚聚酰亚胺(PI)。通过红外光谱(FT-IR)、特性粘度[η]和热重分析(TG)等对聚合物进行了一系列的结构表征和性能测试。结果表明,微波辐射溶液聚合能够提高PAA的特性粘数及产率,微波的引入大大缩短了反应时间;FT-IR表明,在1 775 cm-1和1 724 cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明,PI的5%热失重温度(Td5%)为477℃,10%热失重温度(Td10%)为553℃。     

聚酰胺酸粒子亚胺化的研究

以均苯四酸二酐(PMDA)和4,4,-二氨基二苯醚(ODA)为原料合成了均苯型的聚酰胺酸(PAA)粒子.并以乙酸酐/吡啶为脱水剂,对PAA粒子进行化学亚胺化和不同温度下进行热亚胺化处理.通过红外光谱(IR),紫外光谱(UV),示差热量扫描(DSC)探讨了PAA的亚胺化条件.     

化学亚胺化法聚酰亚胺材料的制备及性能研究

以对-亚苯基-双苯偏三酸酯二酐和4,4′-二氨基二苯醚为单体,乙酸酐和三乙胺为化学亚胺化试剂,通过改变亚胺化试剂的含量制备了一系列聚酰亚胺(PI)薄膜,并对薄膜的微观结构及性能进行了研究。研究结果表明,随着亚胺化试剂添加量的增加,聚酰胺酸脱水生成PI的反应程度逐渐增大,在后续薄膜成形过程中更有利于溶剂脱除,但是对最终PI的一级化学结构并没有影响。然而,亚胺化试剂的加入提高了最终PI薄膜的结晶度,同时改善了无定形区分子链段堆砌,使PI薄膜的玻璃化转变温度上升,热膨胀系数降低。     

基于“静电纺丝——热压”技术制备高性能多孔锂电隔膜

为制备基于“静电纺丝-热压”聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜,将m(BPDA-ODA型聚酰胺酸(PAA))∶m(PMDA-ODA型聚酰胺酸(PAA))以质量比1∶1混合制备共混溶液,采用高压静电纺丝技术制备PAA无纺布,再通过热压在高温下亚胺化获得PI纳米纤维膜,研究热压温度对共混聚酰亚胺薄膜性能及静电纺丝纳米纤维形貌结构的影响。通过傅里叶红外光谱仪(PTIR)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机、动态热机械分析仪(DMA)对纳米纤维膜进行测试与表征。结果表明:同一批次PAA无纺布,平板硫化仪150℃,3 MPa压力处理5 min得到的PI纳米纤维膜具有较均匀的直径、良好的形貌以及较好的力学性能。     

双苯并噁嗪树脂的合成与固化性能研究

采用溶液法和无溶剂法两种不同的工艺制备苯并噁嗪预聚体,利用红外光谱(FT-IR)法和核磁共振(1H NMR)法对其结构进行了表征,并使用差示扫描量热(DSC)法研究其固化过程。实验结果表明,该苯并噁嗪预聚体具有较高的成环率;其近似凝胶温度为182℃,固化温度为198℃,后处理温度为246℃。     

2层双面挠性覆铜板用共聚型聚酰亚胺的合成与性能

采用4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA),对苯二胺(PDA)以及4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为反应单体合成聚酰胺酸。涂覆法制备单面2层挠性覆铜板,继续高温压合得到高剥离强度的2层双面挠性覆铜板,并将聚酰胺酸热亚胺化得到聚酰亚胺薄膜。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)等对覆铜板及聚酰亚胺薄膜的性能进行表征。结果表明:15MPa,230℃,20min下压合制备的2层双面挠性覆铜板,其剥离强度达到1.2kN/m,双面板之间的薄膜基本酰亚胺化,拉伸强度超过100 MPa。     

原位法PI/TiO_2复合材料的制备及性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4’二氨基二苯醚(ODA)为原料,采用二步法合成了聚酰亚胺,即先制备聚酰胺酸前躯体,再由聚酰胺酸亚胺化制得聚酰亚胺,并对聚酰亚胺的制备工艺进行了研究。再以钛酸正丁酯为原料,采用水解法制备了TiO_2。然后采用共混法和原位法两种方法制备出聚酰亚胺/TiO_2复合膜。对制备出的TiO_2进行了红外光谱,扫描电镜和粒度分析等测试。红外光谱表明该TiO_2在500~800 cm~(-1)处有特征峰。扫描电镜对该TiO_2的表面形貌进行了观察。粒度分析表明该TiO_2的平均粒径为0.9μm。对制备出的聚酰亚胺以及聚酰亚胺/TiO_2复合膜进行了红外光谱、扫描电镜、电击穿、体积电阻率和表面电阻率和力学性能等一系列的测试。红外光谱分析表明聚酰亚胺亚胺化完全;扫描电镜分析表明,制备的杂化薄膜中,TiO_2粒子均匀地分散在PI基体中,粒子尺寸在100~200 nm之间,有一小部分无机粒子出现团聚现象;电击穿测试表明,随着TiO_2含量的增加,PI膜的抗电击穿性能变好;由PC40B型数字绝缘电阻测试仪测试分析表明,TiO_2掺杂后体积电阻率和表面电阻率均增大,材料的绝缘性能变好;力学拉伸测试结果说明TiO_2掺杂后材料的最大应力和断裂伸长率都变大,抗拉伸性能变好。     

非等温热重法测定聚酰胺酸纤维亚胺化动力学参数

二步法制备聚酰亚胺时,亚胺化过程至关重要,可使聚酰胺酸脱水成为聚酰亚胺。该文对三元共聚得到的聚酰胺酸溶液进行湿法纺丝后的纤维进行了亚胺化动力学参数的测定,采用非等温热重法得到聚酰胺酸 TG 曲线,根据 Free-man-Carroll 动力学算法求算得到其亚胺化反应级数为一级,活化能为47．56 kJ /mol,频率因子 A 的自然对数为10．23。     

聚酰胺酸/环氧树脂的固化动力学研究

在高沸点的DMAc(N,N′-二甲基乙酰胺)溶液中制备了环氧树脂/聚酰胺酸(EP/PAA)共混物。采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究了EP/PAA体系的固化动力学及其固化工艺,并通过Kissinger法、Ozawa法和Crane法计算出该体系的动力学参数。结果表明:该EP/PAA体系的固化条件为"100℃/2 h→120℃/2 h",后处理工艺为140℃/2 h;其平均表观活化能为61.15 kJ/mol,反应级数为0.95,近似于1级反应;升温速率不同时,EP/PAA固化体系的频率因子(A)、峰温时的反应速率常数(KP)均不相同。     

PA封端型聚酰亚胺的合成与表征

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和自制的1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPER)在邻苯二甲酸酐(PA)封端的情况下溶液缩聚得到聚酰胺酸(PAA),通过溶液亚胺化和固相亚胺化相结合得到聚酰亚胺(PI).用傅立叶变换红外光谱仪、乌氏粘度计和热失重分析仪对PI进行了结构表征和性能测试,分析了封端剂加入量、亚胺化方式对PI性能的影响.结果表明,封端剂的加入可有效降低PI的粘度,两种亚胺化方式的结合可以降低PI的最终亚胺化温度,得到的PI热稳定性高.     

亚胺化工艺对PMDA-ODA型线性聚酰亚胺模塑粉制备的影响

研究了均苯四甲酸二酐(PMDA)-二氨基二苯醚(ODA)型线性聚酰亚胺模塑粉的制备工艺,通过扫描电子显微镜(SEM)分析、红外光谱(FT-IR)分析以及X射线衍射(XRD)分析对亚胺化方法进行了对比研究。     

聚酰亚胺/二氧化钛复合薄膜的制备及性能研究

以联苯四甲酸二酐(BPDA)与4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备出高粘度的聚酰胺酸溶液,然后将钛酸丁酯-乙酰丙酮溶液逐滴滴加均匀分散至聚酰胺酸溶液中,将PAA在玻璃板上涂膜经过高温亚胺化处理,最后制备PI/Ti O2复合薄膜。利用扫描电镜、傅里叶红外光谱对复合薄膜的化学结构进行表征;通过拉伸试验对复合薄膜的力学性能进行研究;采用热失重(TG)测试,对复合薄膜的热学性能进行表征。最终结果表明,所制备的复合薄膜中存在纳米Ti O2的空间网络结构,并且纳米Ti O2在薄膜中均匀分布,在Ti O2含量为2%左右时,复合薄膜的综合性能最优。